为了发扬核科技工作人员的主动性、积极性和创造性，1963年4月，邓小平对核武器研究所的代表说："研制原子弹的计划，党中央和毛主席已经批准了，路线、方针、政策已经确定，现在就是你们去执行。你们大胆去干，干好了是你们的，干错了是我们书记处的。"1963年底，中央专委全面检查了原子弹研制的进展情况。全国参与协作的20个部、委，19个省、市、自治区的400多个厂、所和院校，都组织了最强的技术力量，如期保质保量地完成了协作任务。三机部系统已有3座铀矿山和5个原子能工厂投入生产、试生产，聚合爆炸试验等重要技术关已经突破。根据这些情况，中央专委于1964年1月向中共中央报告：原子弹爆炸试验有可能在当年10月左右实施。
为了确保原子弹爆炸的稳妥可靠，万无一失，1964年初，国防科委对首次核试验的准备工作进行了全面部署，并报告了中央专委。中央专委于同年4月批准首次核试验采取塔爆方式实施，并要求在9月10日前做好一切准备工作。9月23日，周恩来召集贺龙、陈毅、张爱萍、刘杰等传达了他与毛泽东、***关于试验核武器的研究决定，并对首次核试验的有关工作作了周密部署。9月27日，张爱萍、刘西尧回到核试验基地，传达了中央专委和周恩来的指示，并根据气象预报，建议试验时间定在10月15日到20日之间。毛泽东、周恩来同意这一建议。
10月16日15时，中国自行研制的第一颗原子弹爆炸成功。张爱萍立即用电话向周恩来报告了原子弹试验成功的喜讯。周恩来要求迅速查明试验结果。19时30分，张爱萍向周恩来报告，确认实现核爆炸，初步估算爆炸威力为两万吨以上梯恩梯当量。经毛泽东批准，新华社当夜发表了《新闻公报》和《中华人民共和国政府声明》。10月17日，周恩来在第二届人大常委会会议上宣布原子弹爆炸成功的消息，与会委员全体起立，以长时间暴风雨般的掌声向作出贡献的全体人员表示敬意。
就在原子弹爆炸成功的当天，中华人民共和国政府的声明指出："保护自己，是任何一个主权国家不可剥夺的权利。保卫世界和平，是一切爱好和平的国家的共同职责。面临着日益增长的美国的核威胁，中国不能坐视不动。""中国进行核试验，发展核武器，是被迫而为的。""中国发展核武器，不是由于中国相信核武器的万能，要使用核武器。恰恰相反，中国发展核武器，正是为了打破核大国的核垄断，要消灭核武器。""中国政府着重宣布，中国在任何时候、任何情况下，都不会首先使用核武器。""中国政府向世界各国政府着重建议：召开世界各国首脑会议，讨论全面禁止和彻底销毁核武器问题。作为第一步，各国首脑会议应当达成协议，即拥有核武器的国家和很快可能拥有核武器的国家承担义务，保证不使用核武器，不对无核国家使用核武器，不对无核武器区使用核武器，彼此也不使用核武器。…‘中国政府将一如既往，尽一切努力，争取通过国际协商，促进全面禁止和彻底销毁核武器的崇高目标的实现。"10月17日，周恩来致电世界各国政府首脑，转达中国政府关于召开世界各国政府首脑会议，讨论禁止和彻底销毁核武器的建议。
《新闻公报》、《中华人民共和国政府声明》和周恩来总理的建议电报发表后，许多友好国家的领导人纷纷致电祝贺，支持和响应中国政府的建议，认为中国有了原子弹，就打破了超级大国的核垄断和核讹诈，是对保卫世界和平的重大贡献。
我国成功地爆炸了第一颗原子弹，掌握了核武器、核动力、核燃料、核资源、核技术，成为世界少数几个拥有核武器和比较完整的核科技工业体系的国家之一，打破了霸权主义的核垄断政策。这对于中国人民是一个巨大鼓舞，对于保卫世界和平事业，是一个巨大贡献。
孙冶方受到批判
孙冶方是中国科学院经济研究所所长，著名经济学家。他根据对我国和苏联的社会主义经济体制及运行机制的长期研究，为克服其弊端而提出了一系列重要经济思想。早在50年代末和60年代初便对我国经济管理体制及其运行机制上的弊病，提出要重视计划经济下价值规律的作用；要正确运用经济杠杆，提高利润指标在经济管理中的地位，重视利润，提高经济效果；要扩大并适当规定企业经济管理权限，正确处理国家集中领导和企业独立经营的关系等。1956年，孙冶方在《把计划和统计放在价值规律的基础上》一文就提出，在社会主义社会价值规律也在起着作用。但这是和资本主义商品经济的价值规律有完全不同本质的价值规律，要重视价值规律的作用。孙冶方对改革我国企业管理制度也较早地提出意见。他认为我国从苏联搬来的一整套固定资产管理体制压制了广大群众的技术革命和技术革新的积极性，也就是压制了生产力发展最活跃的革命因素，把技术，从而把生产力冻结在建厂初期的水平上。他还提出，提高经济效果是发展社会主义经济的关键；要正确运用经济杠杆，提高利润指标在经济管理中的地位等重要观点。这些都是针对我国经济生活中的一些忽视经济规律的做法提出的。在1961年中共中央宣传部召开的一次理论会上，孙冶方对价值规律、利润、奖金和企业自主权等问题发表了自己的看法，观点鲜明，切中时弊，对于纠正"大跃进"以来无视客观经济规律的"左"的错误，具有重要意义。而康生则把这些观点作为"修正主义"思想报告给毛泽东，还对毛泽东说，"苏联有一个利别尔曼（原苏联的经济学家，在60年代初，他提出要强调利润的作用。他的主张，在中国当时被批判为"修正主义"理论），可是中国还有一个比利别尔曼还利别尔曼的，那就是孙冶方"。到1964年下半年，在批判了杨献珍的"合二而一"后便开始了对孙冶方的错误批判。批判中将孙的一些正确观点扣上了"利润挂帅"、"修正主义"等帽子。康生、陈伯达说他是"中国最大的修正主义者"。将孙冶方关于价值规律和等价交换、利润指标、企业管理制度和政治经济学叙述方法和编写体系等方面的观点全部否定。后来康生派"四清"工作队进驻该所，搞所谓孙冶方与张闻天（当时是该所特邀研究员）的"反党联盟问题"。孙冶方被打成"反党联盟"的头目，被罢免了所长职务，下放到农村"劳动改造"。但孙冶方坚持真理，在围攻批判面前坚强不屈，他坚定地说："死不足惜，名声毁了也不要紧，但我长期从事经济研究形成的经济观点决不能丢，我要为真理活下去。"到"文化大革命"中，孙冶方被关进监狱达七八年之久，备受迫害。十一届三中全会后，这个冤案得到彻底平反，1982年12月16日，中国社会科学院党组授予他模范共产党员的称号。
全国人大三届一次会议提出四个现代化目标
12月21日至1965年1月4日，三届全国人大第一次会议在北京召开。周恩来代表国务院于12月21日和22日，作了政府工作报告。
报告的第一部分是国民经济的成就和今后的建设任务。周恩来指出，我国的国民经济，经过1958年到1960年的大发展，从1961年起，进入一个调整、巩固、充实、提高的时期。现在，调整国民经济的任务已经基本完成，工农业生产已经全面高涨，整个国民经济已经全面好转，并且将要进入一个新的发展时期。
国民经济的调整
周恩来说，几年以前，我国的国民经济在取得巨大发展的同时，曾经遇到了相当严重的困难。1959年到1961年连续三年发生了严重的自然灾害，给整个国民经济的发展带来了很大的困难。我们在实际工作中也发生了一些缺点和错误。而赫鲁晓夫在1960年突然背信弃义地撕毁了几百个协定和合同，撤退苏联专家，停止供应重要设备，严重地扰乱了我们发展国民经济的原定计划，大大加重了我们的困难。但伟大的中国人民，并没有被严重的困难吓倒，在过去几年中，我们根据总路线的基本精神，初步地总结了群众的实践经验，制定了一系列的具体政策，提出了一些工作条例草案。这些具体政策和条例草案，虽然有一些还有缺点，但是对于国民经济的调整起了重要的作用。同时我们集中主要力量，加强了农业战线，努力增加人民生活必需品的生产，调整了工业和农业的关系，并且使工业和其他部门的工作转移到以农业为基础的轨道上来；调整了工业内部的关系，加强了薄弱环节，发展了新兴工业。这样，我国国民经济各部门的关系就在新的基础上比较协调了。我们的经济力量也比过去增强了。
周恩来从农业、工业、财政贸易、文化教育这四个主要方面概括地论述了国民经济调整工作的成就。他说，农业生产前两年连续增产，今年又获得了更好的收成，达到了过去较高年份的水平。工业生产有了新的发展，品种、质量出现了新的跃进，工业企业的经营管理工作有了很大改进，原料、材料、燃料的消耗定额和生产成本显著降低，劳动生产率不断提高。商品供应状况显著改善，物价稳定，财政收支平衡，货币信用提高，对外贸易有较大发展，城乡人民生活都逐步有所改善。文化、教育、卫生、体育事业有了新的发展，科学研究水平有所提高。我们已经有了一批第一流的科学家和工程师，有些研究成果已经可以认为是先进水平的了。这几年所取得的巨大成就，是坚决执行自力更生方针的结果。
周恩来在报告中提出今后发展国民经济的任务。他对1965年发展国民经济计划草案和国家预算的初步安排，作了说明。他指出，1965年的主要任务就是，大力组织工农业生产的新高潮，完成国民经济调整工作中某些尚未完成的任务，并且为1966年开始的第三个五年计划做好准备。农业总产值比1964年增长5％左右。工业总产值比1964年增长ll％左右。